Das größte Teleskop auf dem Calar Alto, ausgerüstet mit einem der bemerkenswertesten Instrumente der Sternwarte, soll in den kommenden drei Jahren einen beträchtlichen Teil seiner Beobachtungszeit der Durchführung einer innovativen und sehr vielversprechenden Studie widmen, in deren Mittelpunkt die Untersuchung der Struktur, der Bewegungen und der Geschichte der Galaxien des lokalen Universums steht: das Projekt CALIFA. Das für dieses unlängst genehmigte Forschungsvorhaben verantwortliche Wissenschaftlerteam trifft im Juni 2010 in Almería erstmals zusammen.

Im Rahmen des CALIFA-Projekts soll eine Stichprobe aus ca. 600 ausgewählten Galaxien im lokalen Universum mehr als 200 Nächte lang mit dem 3,5-m-Zeiss-Teleskop der Calar-Alto-Sternwarte beobachtet werden. Für die Zwecke dieser Kampagne wird das Spektralphotometer PMAS/PPAK, einer der leistungsfähigsten Feldspektrographen der Welt, vor das Teleskop montiert.

Integrale Feldspektroskopie

Teleskope werden nicht immer dazu genutzt, „normale“ Bilder zu gewinnen, also herkömmliche Photographien, wie sie sich im Prinzip auch mit einem gewöhnlichen Fotoapparat schießen lassen. Vielmehr werden astronomische Teleskope sehr häufig mit Spektrographen ausgerüstet, das sind optische Instrumente, die das Licht in seine farblichen Bestandteile zerlegen. Auf diese Weise machen die Teleskope das Farbspektrum („Regenbogen“) sichtbar, das vom ankommenden Licht der beobachteten Sterne oder Galaxien erzeugt wird. Mit Spektrographen lassen sich keine spektakulären Bilder generieren, mit denen man Ausstellungsräume schmücken könnte, aber sie transportieren eine erstaunliche Fülle an physikalischen Informationen über die untersuchten astronomischen Objekte.

Bis vor kurzem waren Spektrographen bei jeder Aufnahme nur imstande, die Spektren einer sehr begrenzten Anzahl von Objekten zu gewinnen. Die neuartige Technologie der integralen Feldspektroskopie erlaubt es dagegen, gleichzeitig eine große Zahl von Spektren aufzunehmen. Ermöglicht wird dies durch eine innovative Faseroptik, die mit klassischen spektrographischen Techniken kombiniert wird. Der im Calar-Alto-Observatorium verwendete PMAS-Feldspektrograph nutzt in einer speziellen Konfiguration, die PPAK genannt wird, mehr als 350 Fasern auf engstem Raum, um ein Gesichtsfeld von einer Bogenminute abzudecken (das entspricht ungefähr der Größe eines 80 Meter vom Betrachter entfernten Ein-Euro-Stücks). Auf diese Weise lässt sich ein ausgedehntes Objekt, zum Beispiel eine Galaxie, mit einer einzigen Aufnahme komplett kartographieren. Vor das 3,5-m-Zeiss-Teleskop auf dem Calar Alto montiert ist dieses Instrument in der Lage, Daten in der gleichen Qualität zu gewinnen wie ein herkömmlicher Spektrograph in Kombination mit einem Teleskop der 10-Meter-Klasse, aber etwa 20-mal schneller. Gebaut wurde das PMAS-Instrument (Potsdam Multi-Aperture Spectrophotometer) am Astrophysikalischen Institut Potsdam (AIP) unter der Leitung von M. M. Roth.

Die Studie

CALIFA wird die größte und umfassendste feldspektroskopische Studie über Galaxien sein, die bis dato jemals unternommen wurde. Man verspricht sich hiervon bedeutsame Daten zu verschiedenen grundlegenden Fragestellungen, die mit der Struktur und der Entwicklung von Galaxien zusammenhängen: Es geht unter anderem um die Modellierung ihrer Sternenpopulationen, das Identifizieren einschränkender Bedingungen für die Geschichte der Sternentstehung, die Beobachtung der Gasverteilung, die Bestimmung der chemischen Zusammensetzung und die Analyse der internen Bewegungen in den beobachteten Sternensystemen.

CALIFA wird die einzigartigen Leistungen des PMAS/PPAK-Instruments in voller Breite ausnutzen und soll die Lücke zwischen den bis jetzt realisierten Untersuchungen mit Spektrographen, die nur ein einfaches Objektiv besitzen, und detaillierteren Erhebungen schließen, bei denen bestimmte Einzelgalaxien im Fokus standen. Im Rahmen des CALIFA-Projekts kooperieren mehr als 50 Astronomen aus fünf verschiedenen Ländern, deren Forschungsvorhaben von den so gewonnenen Daten profitieren sollen. Die Zielsetzung des Projekts geht aber noch über diesen durchaus anspruchsvollen, aber doch begrenzten Horizont hinaus: So ist geplant, die von CALIFA gewonnenen Daten (sowohl Rohdaten als auch bearbeitete Daten) zusammen mit geeigneten Analysewerkzeugen für ihre Auswertung unmittelbar der Öffentlichkeit zugänglich zu machen. So gesehen dürfte es sich um eines der offensten Forschungsprojekte handeln, die je auf dem Calar Alto durchgeführt wurden. Wir verbinden damit die Hoffnung, dass hier ein neuer, modellhafter Standard für den Umgang mit dem Datenmaterial definiert wird, das zukünftig in ähnlichen Kampagnen und Einrichtungen gewonnen werden kann.

Nach der nun vorliegenden Genehmigung des CALIFA-Projekts wird das Team am 7. und 8. Juni 2010 in Almería zum ersten Mal zusammenkommen.

Die Leitung des CALIFA-Projekts liegt bei den Forschern S. F. Sánchez (Aragonesische Agentur für Forschung und Entwicklung -ARAID- und Deutsch-Spanisches Astronomisches Zentrum -DSAZ/CAHA-), A. Gil de Paz (Universität Complutense Madrid) und R. C. Kennicutt (Institut für Astronomie, Universität Cambridge).

Bilder

Das 3,5-m-Teleskop von Zeiss auf dem Calar Alto. (846 Kb)

Der Feldspektrograph PMAS (Potsdam Multi-Aperture Spectrophotometer) montiert auf das 3,5-m-Teleskop der Sternwarte. (1,3 Mb)

© Calar Alto Sternwarte, Mai 2010 Diese E-Mail-Adresse ist gegen Spambots geschützt! JavaScript muss aktiviert werden, damit sie angezeigt werden kann.